TY - THES
T1 - Aufarbeitung von Gärresten aus industriellen Biogasanlagen Versuche zur mechanischen Fest-Flüssig-Trennung
AU - Fink, Matthias
N1 - gesperrt bis 17-02-2020
PY - 2015
Y1 - 2015
N2 - Die Aufarbeitung und Entsorgung von Gärresten ist für Betreiber von industriellen Biogasanlagen ein wichtiges Thema, weil hier große Mengen an Gärresten und somit hohe Betriebskosten entstehen. Eine Lösung, die Entsorgungskosten zu vermindern, ist die Totalaufbereitung der Gärreste, wodurch einleitfähiges Abwasser und eine nährstoffreiche Düngerfraktion erzeugt werden. Der erste Prozessschritt der Totalaufbereitung ist die Fest-Flüssig-Separation. Um deren Effektivität zu erhöhen, können beispielsweise Verfahren wie Flockung und Fällung eingesetzt werden, welche eine Vergrößerung der Feststoffpartikel im Gärrest bewirken. Im Rahmen dieser Arbeit werden Untersuchungen zu den Fest-Flüssig-Trennungseigenschaften von Gärresten aus industriellen Biogasanlagen mit vorhergehenden Flockungs- bzw. Fällungsversuchen im Labor durchgeführt. Ziel ist es, in der Flüssigphase so geringe Trockensubstanz -Gehalte wie möglich zu erreichen, um die weiteren Prozessschritte der Totalaufbereitung zu ermöglichen. Die Versuche werden mit Gärrestproben aus drei unterschiedlich beschickten Biogasanlagen durchgeführt, von denen die erste vorwiegend Schlachthausabfälle, die zweite Biomüll- und Speisereste und die dritte Biomüll, Fettabscheiderrückstände und Speisereste verwertet. Es wird die Wirkung von Flockungsmitteln aus Polyacrylamid, Flockungsmitteln ohne Polyacrylamid und Polyaluminiumchlorid untersucht. Die Versuche zeigen, dass die Flockung der Gärreste zwar möglich ist, jedoch nur unter Einsatz von hohen Konzentrationen an Flockungsmittel. Die Sedimentationsversuche ergeben, dass sich die geflockten Gärreste nicht oder nur schwer absetzen. Filtrationsversuche im Labor zeigten, dass keine ausreichende Trennung möglich ist und die Gärreste trotz Flockung schlechte Filtrationseigenschaften aufweisen. Durch die Versuche mit der Laborzentrifuge konnte ermittelt werden, dass eine weitestgehende Abtrennung der Feststoffe möglich ist, aber die Trockensubstanz nicht unter 0,6% gesenkt werden konnte. Dies liegt daran, dass viele Inhaltsstoffe des Gärrestes leicht löslich sind und somit nicht durch Flockungsmittel und durch die Fest-Flüssig-Trennverfahren entfernt werden können.
AB - Die Aufarbeitung und Entsorgung von Gärresten ist für Betreiber von industriellen Biogasanlagen ein wichtiges Thema, weil hier große Mengen an Gärresten und somit hohe Betriebskosten entstehen. Eine Lösung, die Entsorgungskosten zu vermindern, ist die Totalaufbereitung der Gärreste, wodurch einleitfähiges Abwasser und eine nährstoffreiche Düngerfraktion erzeugt werden. Der erste Prozessschritt der Totalaufbereitung ist die Fest-Flüssig-Separation. Um deren Effektivität zu erhöhen, können beispielsweise Verfahren wie Flockung und Fällung eingesetzt werden, welche eine Vergrößerung der Feststoffpartikel im Gärrest bewirken. Im Rahmen dieser Arbeit werden Untersuchungen zu den Fest-Flüssig-Trennungseigenschaften von Gärresten aus industriellen Biogasanlagen mit vorhergehenden Flockungs- bzw. Fällungsversuchen im Labor durchgeführt. Ziel ist es, in der Flüssigphase so geringe Trockensubstanz -Gehalte wie möglich zu erreichen, um die weiteren Prozessschritte der Totalaufbereitung zu ermöglichen. Die Versuche werden mit Gärrestproben aus drei unterschiedlich beschickten Biogasanlagen durchgeführt, von denen die erste vorwiegend Schlachthausabfälle, die zweite Biomüll- und Speisereste und die dritte Biomüll, Fettabscheiderrückstände und Speisereste verwertet. Es wird die Wirkung von Flockungsmitteln aus Polyacrylamid, Flockungsmitteln ohne Polyacrylamid und Polyaluminiumchlorid untersucht. Die Versuche zeigen, dass die Flockung der Gärreste zwar möglich ist, jedoch nur unter Einsatz von hohen Konzentrationen an Flockungsmittel. Die Sedimentationsversuche ergeben, dass sich die geflockten Gärreste nicht oder nur schwer absetzen. Filtrationsversuche im Labor zeigten, dass keine ausreichende Trennung möglich ist und die Gärreste trotz Flockung schlechte Filtrationseigenschaften aufweisen. Durch die Versuche mit der Laborzentrifuge konnte ermittelt werden, dass eine weitestgehende Abtrennung der Feststoffe möglich ist, aber die Trockensubstanz nicht unter 0,6% gesenkt werden konnte. Dies liegt daran, dass viele Inhaltsstoffe des Gärrestes leicht löslich sind und somit nicht durch Flockungsmittel und durch die Fest-Flüssig-Trennverfahren entfernt werden können.
KW - biogas
KW - processing
KW - polymer flocculant
KW - flocculation
KW - manure
KW - digestate
KW - Biogas
KW - Aufbereitung
KW - Polymerflockungsmittel
KW - Flockung
KW - Gärrest
M3 - Masterarbeit
ER -